电弧炉负荷对云南电网频率特性的影响

基于能量平衡原理建立电弧炉详细数学模型和仿真模型,理论推导和仿真分析了电源侧频率扰动对负荷消耗功率的影响,计算电弧炉有功功率和无功功率频率因子结果表明频率扰动期间,电弧炉吸收的有功功率和无功功率几乎不变.在此基础上,对目前BPA常用的ZIP模型和频率参数与电弧炉实际频率特性进行误差分析,表明采用经验频率因子表征电弧炉负荷频率特性误差较大.对2016年异步连接南方电网送端系统严重扰动的仿真分析结果表明,目前仿真普遍采用的频率因子经验值来表征电弧炉高耗能用电设备的频率特性,系统暂态频率稳定性分析结果偏乐观,高频切机方案偏保守.     

补偿因子可调逆变器电压外环线性自抗扰控制

为了提高微电网逆变器在参考电压变化和负载扰动下输出电压的暂态性能,提出将补偿因子视为可调参数的线性自抗扰控制（LADRC）策略. 通过建立同步旋转坐标系下的微电网逆变器模型,结合电流环比例调节器,设计以输出电压为状态变量的二阶LADRC;利用根轨迹和频域特性曲线分析补偿因子对系统稳定性、动态性能和抗干扰能力的影响,为补偿因子的调节提供理论依据;在此基础上给出LADRC和电流调节器控制参数的设计过程;并进行对比仿真和实验. 仿真分析和实验结果表明：通过适当减小补偿因子可以加快电压响应速度,减小超调,提高系统抗负载扰动能力.     

基于微电网孤岛运行下的保护分析与仿真

建立了微电网运行下的等效电路图.微电网孤岛运行内部发生故障时,微电网提供的短路电流不足以让传统的过流保护动作.用MATLAB/Simulink对基于电压扰动的保护策略进行了仿真分析.     

考虑需求侧管理的孤岛微电网频率协调控制策略

大量分布式电源通过电力电子装置接入微电网,降低了系统的等效惯性,使得微电网孤岛运行时的频率问题尤为突出。为了提高孤岛微电网的频率调节能力,研究了多种分布式电源参与的孤岛微电网调频方法。在发电侧,设计了光伏参与一次调频策略,频率高于阈值时光伏开始减载,参与一次调频后光伏能够主动恢复至最大功率跟踪（maximum power point tracking,MPPT）模式下的功率。在负荷侧,充分利用负荷的电压特性,通过调整逆变器出口侧母线电压调整负荷所消耗的功率,使负荷侧能够主动参与孤岛微电网的频率调节,同时基于低阶系统频率响应（system frequency response,SFR）模型分析了各分布式电源一次调频参数对孤岛微电网频率的影响,以最大频率偏差量和母线电压为约束,提出了需求侧参与孤岛微电网频率协调控制策略。最后在RTDS仿真平台上搭建了微电网仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

微电网并网同步控制策略研究

微电网运行方式分为孤岛运行和并网运行两种,当电网故障时微电网会自动的切换到孤岛运行方式,当电网运行恢复正常后,微电网需要重新并入电网中,并网过程需要尽量减小对电网的冲击。给出传统的微电网下垂控制器的设计方法,并在传统控制器基础上增加了能实现二次调频调压的同步控制器,能够实现微电网平滑快速并入电网的目的。最后通过仿真分析,验证本控制器的正确性和可靠性。     

微电网中分布式电源逆变器数字多环反馈控制方法

逆变器是微电网运行与控制的重要基础,本文基于逆变器的离散数学模型提出了一种微电网中分布式电源逆变器的数字多环反馈控制方法。电流控制内环采用无差拍控制实现两个采样周期内对参考值的快速跟踪。中间的电压控制环在同步旋转坐标系下实现电压幅值和频率的解耦控制,并采用重复控制方法抑制周期性的扰动,能够有效地抑制微电网中不平衡和非线性负荷引起的负序和谐波干扰。外围的功率控制器通过模拟下垂特性实现与微电网中其他分布式电源逆变器之间的协调。本文还对各个控制环节的闭环稳定性进行分析和参数设计,并通过仿真实验证明了方法的有效性。     

微电网改进下垂控制方法的小信号稳定性分析

针对微电网在孤岛运行状况下的功率分配问题,采用小信号状态空间模型分析了传统静态下垂控制方法在功率分配以及动态稳定性方面的影响.为了弥补传统下垂控制方法的不足,提出了一种带有可控因子的、具有暂态下垂特性的新型功率分配控制策略,这种控制策略使系统从一个自由度变为两个自由度,同时使用极点配置技术,选择合适的暂态下垂增益.通过小信号分析,得出该种新型下垂控制方法不仅可以实现分布式电源(DG)之间精确的负荷分配,同时还能保证功率变化时微电网的动态特性.最后通过仿真分析,验证了新型下垂控制器对微电网的暂态响应具有很大的提升作用.     

计及水力系统详细模型的多机系统暂态稳定计算

对水力系统模型的简化,是制约电力系统暂态过程仿真质量提高的主要原因之一. 建立了用于电力系统暂态稳定分析的复杂水力系统不同形式的数学模型,包括引水系统刚性水击模型和弹性水击模型以及水轮机线性化模型和非线性模型.通过对具有复杂水力系统的多机系统在大扰动下的过渡过程进行计算,分析了引水系统和水轮机不同模型对暂态稳定计算结果的影响.结果表明:水力系统的不同模型对多机系统暂态稳定计算的初始阶段影响不大;刚性水击模型与弹性水击模型下的变化曲线较接近;非线性水轮机模型与线性水轮机模型下的变化曲线在暂态过程中后期差别较大;简化模型过于简单,计算结果误差较大.     

基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法

为减小切换瞬间电压和频率的暂态波动,提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法.进入孤岛状态后,储能装置逆变器的控制方式由PQ控制转变为V/f控制,切换前使V/f控制器随时跟随PQ控制器的输出,避免切换瞬间控制器输出状态的跳变.在DIg SILENT Power Factory软件平台建立含光伏单元和蓄电池的微电网模型,仿真微电网由并网模式转为孤岛模式运行.仿真结果表明,该方法能够有效抑制切换过程中电压和频率的波动,减小暂态过程对电网的冲击.     

多机电力系统暂态稳定性的快速计算突变理论模型

根据Ｔｈｏｍ提出的突变理论,将研究等值双机系统暂态稳定用的数学模型转换成相应的突变理论模型,避开费时的非线性微分方程组的数值求解,即可快速算出在经历大干抗后的电力系统能否保持暂态稳定．该方法可提高计算速度,并能保证计算的准确性,为整个电力系统实现综合稳定控制和快速在线动态安全分析预报提供了可能性．     

提高微电网频率稳定性的逆变控制策略

微电网中分布式电源的接入使得越来越多的电力电子器件得到应用,但由于基于电力电子变流器的分布式电源几乎没有惯性,必然会给分布式电源的大量接入造成很大的困难.虚拟同步发电机控制策略是一种基于同步发电机惯性理论的虚拟惯量控制方法,能够有效的改善微电网频率的稳定性.虚拟同步发电机控制策略将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性和无功调节特性应用到逆变电源的控制前端,并通过在励磁系统增加改进的延迟环节有效的减缓了负载突变造成的冲击,同步发电机的并网矢量控制应用到逆变电源控制的后端,使微电网中含有储能装置的分布式电源具有类似于同步发电机的虚拟惯性.最后,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建微电网系统仿真模型并搭建逆变实验平台,通过仿真和实验验证虚拟同步发电机控制策略对微电网系统频率稳定性的重要支撑作用.     

一种符合电力系统动态频率变化的软件测量算法

通过对电力系统频率暂态变化规律和算法误差的分析,提出了一种基于富氏滤波的动态频率测量算法,仿真计算表明这种算法有效地提高了测量精度.     

基于功率平衡保护的紧急负荷控制研究

负荷控制是电网发生扰动时为维持暂态稳定而采取的传统手段.紧急负荷控制需要解决系统功率稳定、频率稳定,电压稳定、线路负荷4个问题.通过与传统的稳定控制计算控制方法进行比较,提出基于功率平衡保护的紧急负荷控制.其实施原则是:在大区电网间出现交换功率突变时,根据突变前本区域电网的功率平衡状态制定出扰动后的功率平衡要求,在大扰动发生后紧急对系统的负荷进行调整,同时给出紧急负荷控制在时间及控制点方面的选择与设定方法.     

两层控制策略在微电网中的运用

为了提升微电网切换到孤岛状态时的稳定性,提出了一个两层的混合控制策略。第一层是由连续的本地控制器控制每个分布式电源,本地控制器的设计是基于李雅普洛夫理论的线性矩阵等式技术,通过调整分布式电源子系统的设定点,使其达到最好的性能和合适的运行指数;第二层是通过分散监控控制进行协调,分散监控控制是建立在信息融合基础上,也就是使用广域测量系统,在有大的扰动情况下转换分布式电源子系统进入一个合适的运转状态。仿真结果表明,在事先计划的或者偶然情况下微电网的暂态稳定性得到了较大提升。     

优化核参数的SVM在电能质量扰动分类中的应用

针对短时电能质量变化和暂态扰动现象的不同特点,建立常见电能质量扰动的数学模型.运用小波变换对暂态电能质量扰动现象的内在特征进行提取,将扰动电压变化率绝对值、扰动能量变化量作为暂态电能质量扰动的特征向量.根据支持向量机的基本原理,给出一种推广误差上界估计判据,利用此判据进行最优核参数的自动选取,利用支持向量机进行训练和测...     

基于Nuttall窗DFT校正的微电网谐波检测算法

谐波参数的准确估计是微电网谐波治理的基础和依据,微电网频率偏移大,信噪比低,采用常规傅里叶算法测量谐波误差大。提出基于Nuttall窗离散傅里叶变换(DFT)校正的谐波检测算法。首先,对采样数据加Nuttall窗,利用Nuttall窗旁瓣低且衰减快的特点抑制各频率成分间的频谱干扰;其次,采用DFT校正算法估计谐波频率、幅值、相位等参数,减小频谱泄露引起的谐波测量误差;最后,对微电网较大频率偏差和较低信噪比的情况下,对所提方法进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法能有效抑制同步采样误差对谐波测量的影响,可显著提高微电网谐波测量的精确性。     

含EV充电站的园区微电网孤岛运行可靠性评估

以园区微电网为研究对象,将充电站内电动汽车分为私家电动车和电动班车2种主要类型,进行孤岛运行可靠性评估.首先,通过分析不同类型电动汽车的行驶时间特性,提出电动汽车充电站联合储能设备与微电网电力系统间的功率互动策略以及互动功率计算模型.随后,以开关为边界对微电网馈线区域进行分级,提出不同故障隔离操作方法.并在传统评估指标的基础上,提出电动汽车充电站平均充电、放电、负荷削减深度等评估指标.最后,采用序贯蒙特卡罗智能算法,以IEEE配电系统可靠性评估测试系统RTBS Bus6的F4馈线区域为基础而修改的配电网络为算例,进行仿真计算.计算结果表明:当响应V2 G技术的电动汽车充电站接入微电网后,合理的功率互动策略可有效提高微电网孤岛运行状态下的可靠性.     

微电网分布式电源的主从控制策略

研究了含分布式电源的微电网及其对配电网的影响,提出了一种微电网的主从控制策略方法。该方法可以实现对微电网的电压与功率的平滑控制。主从控制应用于孤岛和并网运行的微电网,通过改进下垂控制和PQ控制结合的方法,提出了基于电压外环、电流内环和功率环等的反馈控制器。该控制器应用于微电网在孤岛模式、并网模式与两种模式之间的切换过程。通过Matlab/simulink仿真,分析了微电网运行中各分布式电源的功率、电压和频率的变化规律。仿真结果表明了微电网中分布式电源主从控制策略的有效性。     

基于牛顿插值法的电子互感器数据同步分析

简单介绍了电子互感器的数据同步问题,分析了目前各种常用的同步方法及其优缺点,并对数值分析中牛顿插值算法的误差进行了理论分析和数值仿真验证.理论分析表明,牛顿插值法可以获得与拉格朗日插值法相同的精度,可以很好地同步包含高次谐波的数据,同时其乘法计算量较少,可以更快地获得同步数据.最后,采用Matlab作为仿真工具,设置了等距节点和非等距节点的采样值数据,分别进行了稳态采样值和暂态采样值最大误差计算,仿真结果证明了此方法的可行性.     

水轮机调速系统暂态响应性能指标的计算

本文提供一套水轮机调速系统暂态响应性能指标的计算公式,可以分别对频率扰动和负载扰动时的工作情况进行计算。